在沒有重力波的情況下，從兩根管子回來的雷射光走的路程長度完全相同，在干涉過程中會彼此抵消，不會產生訊號。但如果重力波引起空間扭曲，就可能對兩根管子的長度產生影響，拉伸或壓縮了一點點，兩道雷射光的光程就會有些微不一樣，回到交角處時的相位也會有一點點差異，這一點點的差異就足以讓 LIGO 精密的干涉儀器產生干涉訊號，讓科學家知道：「嘿！剛剛有重力波經過這裡！」
換言之，儘管重力波能產生的空間擾動超級小，但 LIGO 把雷射光的光程拉得超級長，盡可能把重力波造成的空間擾動放大到可觀測的程度，然後等待足夠大的重力波來臨時，就是我們窺探它的好機會。
看見了！黑洞在合併
當然，儘管我們用 LIGO 這樣的儀器做了萬全的準備，要看到「足夠大」的重力波，還得有天時地利的幫助才行。重力波雖然可以穿透萬物，不像光一樣容易被擋住，但若波源太遠，波的強度還是會隨著距離逐漸減弱，所以得有一個距離地球不太遠，又能產生明顯重力波的波源才行。
此外，要產生重力波，需要天體系統在旋轉時的「輪廓」產生變化，也就是這個系統本身的外觀愈不對稱愈好。如果是一個球狀對稱的天體在自轉，或者天體很平均的向內塌縮，是不會產生重力波的。反過來說，一個雙星系統彼此繞行最後合併的過程，由於雙星位置一直變換，整個系統的不對稱性高，因此產生的重力波就會比較明顯，所帶出的能量也會比較大，相對容易觀測。既然如此，最可能產生重力波的事件，就莫過於「黑洞合併」及「中子星合併」了。以下是以電腦模擬兩個黑洞合併事件以及在過程中發出的重力波。
黑洞和中子星都可以是恆星老年死亡後塌縮下的產物。恆星倚賴核心的物質進行核融合反應，來抵抗自身重力，一旦邁入老年，內部的核融合燃料漸漸減少，就會抵抗不了重力，整個球體往內塌縮成更小的球體。如果恆星的質量夠大，最後會在一場「超新星爆炸」後，留下中子星，其中所有的電子、質子都被重力壓縮合併成中子，可以想見重力有多麼巨大！如果要形成黑洞，需要的重力又比中子星的更巨大，連中子都被壓縮，形成一個密度無限大的「奇異點」，位於黑洞中心，它是一個以目前的物理還無法解釋到底是什麼的「點」。
黑洞與中子星是宇宙中密度最大及次大的天體，如果彼此互繞又合併，放出的重力波一定有機會看得到。果不其然，2015 年 9 月，LIGO 團隊首度偵測到的重力波，訊號就來自距離地球約 13 億光年的一次黑洞合併事件，兩個黑洞的質量分別約為 36 倍太陽質量和 29 倍太陽質量。這個結果讓全世界的物理學家都震驚了，因為這是重力波真正存在的第一個鐵證！
